淺析變電站“五防”系統(tǒng)的實現(xiàn)方式

王健

摘要：本文闡述了變電站“五防”系統(tǒng)的三種基本實現(xiàn)方式，并分析了各種實現(xiàn)方式的優(yōu)劣。針對目前智能變電站“五防”系統(tǒng)實現(xiàn)方式存在的缺陷，提出了一種新的“五防”系統(tǒng)實現(xiàn)方式，即基于測控裝置的分散式“五防”。

關(guān)鍵詞：“五防”系統(tǒng)；實現(xiàn)方式；分散式“五防”

中圖分類號：TM76 文獻(xiàn)識別碼：A 文章編號：1001-828X（2018）004-0-01

一、引言

安全生產(chǎn)一直是電力行業(yè)的第一目標(biāo)。倒閘操作的正確執(zhí)行是變電運(yùn)維專業(yè)人員的安全生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)之一。倒閘操作過程中的誤操作可能造成大面積停電、設(shè)備損壞、人身事故甚至電網(wǎng)的大面積解列等嚴(yán)重后果。變電站的“五防”系統(tǒng)是防止電氣誤操作的重要技術(shù)措施。利用“五防”系統(tǒng)對倒閘操作票進(jìn)行審核，可以有效地避免誤操作的發(fā)生，保證電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

二、“五防”系統(tǒng)的實現(xiàn)方式

1.“五防”概述

為了避免倒閘操作發(fā)生誤操作，國家電網(wǎng)公司在1990年提出了電氣設(shè)備的“五防”要求，并以規(guī)定的形式明確了電氣防誤的管理、運(yùn)行、設(shè)計及使用原則等。電氣“五防”主要是指：

（1）防止誤分、合斷路器；

（2）防止帶負(fù)荷分、合隔離開關(guān)；

（3）防止帶電掛（合）接地線（接地開關(guān)）；

（4）防止帶地線送電；

（5）防止誤入帶電間隔。

2.“五防”系統(tǒng)的實現(xiàn)方式

在目前廣泛使用的“五防”系統(tǒng)中，其實現(xiàn)方式主要有三種，即：機(jī)械閉鎖、電氣聯(lián)鎖和微機(jī)防誤閉鎖。

（1）機(jī)械閉鎖

機(jī)械閉鎖是指機(jī)械結(jié)構(gòu)到達(dá)預(yù)定目的一種閉鎖。機(jī)械閉鎖可以實現(xiàn)一電氣設(shè)備操作后另一電氣設(shè)備就不能操作。機(jī)械閉鎖在防止誤操作時不需電腦鑰匙等輔助設(shè)施，也不需要采集設(shè)備位置。在目前智能變電站中，母線側(cè)的隔離開關(guān)及母線側(cè)的接地開關(guān)設(shè)置為三工位刀閘是一種典型的機(jī)械閉鎖，母線側(cè)的隔離開關(guān)與母線側(cè)的接地開關(guān)在同一時間只能合上一個。

機(jī)械閉鎖雖然具有閉鎖直觀、不易損壞的優(yōu)點(diǎn)，但是機(jī)械閉鎖只能完成開關(guān)柜內(nèi)部及部分刀閘地刀之間的閉鎖關(guān)系，無法實現(xiàn)與其他間隔的電氣閉鎖關(guān)系，應(yīng)用場合較為有限。

（2）電氣閉鎖

電氣閉鎖是指通過電磁線圈的電磁機(jī)構(gòu)動作，來實現(xiàn)解鎖操作。例如10kV開關(guān)柜線路側(cè)帶電顯示器與接地刀閘之間的閉鎖關(guān)系是典型的電氣閉鎖。10kV高壓開關(guān)柜的接地刀閘操作需要打開操作孔，再使用操作手把閉合接地刀閘。當(dāng)帶電顯示器顯示有電時，電磁鎖閉合，無法打開操作孔，即無法閉合接地刀閘，實現(xiàn)了防止帶電合接地開關(guān)的閉鎖關(guān)系。

電氣閉鎖具有操作方便等優(yōu)點(diǎn)。在實際應(yīng)用中，電磁鎖在戶外易受潮銹蝕、輔助觸點(diǎn)易產(chǎn)生接觸不良等因素是影響其正常運(yùn)行的重要因素。

（3）微機(jī)防誤閉鎖裝置

微機(jī)防誤閉鎖系統(tǒng)由微型計算機(jī)、模擬操作及顯示屏、現(xiàn)場信息采集及通信系統(tǒng)裝置、電腦鑰匙、電子閉鎖裝置、智能專家系統(tǒng)軟件六大部分，以及電源、打印機(jī)、鍵盤、鼠標(biāo)等輔助設(shè)備組成。其原理是將站內(nèi)所有一次元件（斷路器、隔離開關(guān)、接地刀閘、網(wǎng)門、接地樁）的允許操作方式錄入專家系統(tǒng)規(guī)則庫中。微機(jī)防誤閉鎖系統(tǒng)可以通過站內(nèi)測控單元上傳及虛位對點(diǎn)等方式確定站內(nèi)一次元件的位置。倒閘操作時需要在防誤接線圖上進(jìn)行模擬操作，模擬操作完成表示該倒閘操作符合專家系統(tǒng)規(guī)則庫中的規(guī)則，不會發(fā)生違反“五防”的誤操作。模擬操作完成即形成操作票，五防主機(jī)通過串行口將已檢驗過的操作票傳送給電腦鑰匙，現(xiàn)場實際操作被嚴(yán)格強(qiáng)制按照預(yù)演后生成的操作票順序步驟進(jìn)行，從而達(dá)到防誤操作的目的。

微機(jī)五防系統(tǒng)操作方便、易于擴(kuò)展，是目前智能變電站中廣泛應(yīng)用的五防實現(xiàn)方式。影響微機(jī)防誤閉鎖裝置穩(wěn)定運(yùn)行的主要因素是計算機(jī)的硬件缺陷、通訊問題、五防鎖具老化等；當(dāng)五防主機(jī)死機(jī)難以重啟時，可能會影響正常的倒閘操作，延長用戶停電時間。

3.分散式“五防”

為了避免五防主機(jī)死機(jī)影響正常倒閘操作的情況發(fā)生，可以考慮在變電站內(nèi)增加一套基于測控裝置的分散式“五防”裝置。

分散式“五防”的實現(xiàn)需要兩個條件：

（1）測控裝置內(nèi)建立包含本測控裝置對應(yīng)一次元件允許操作方式的專家系統(tǒng)規(guī)則庫；

（2）在一次元件的二次操作回路中增加防誤邏輯節(jié)點(diǎn)。

當(dāng)一次元件側(cè)操作滿足其對應(yīng)測控裝置中專家系統(tǒng)規(guī)則庫的規(guī)則，即可合上該元件二次操作回路中的防誤邏輯節(jié)點(diǎn)，完成對該元件的操作；當(dāng)不滿足專家系統(tǒng)規(guī)則庫中的規(guī)則，閉鎖防誤邏輯節(jié)點(diǎn)，從而閉鎖元件操作，防止誤操作的發(fā)生。在這種情況下，只要測控裝置運(yùn)行正常，即使五防主機(jī)死機(jī)，也可以利用分散式“五防”實現(xiàn)五防閉鎖，防止誤操作。

三、結(jié)語

“五防”系統(tǒng)是防止誤操作的重要技術(shù)措施。本文簡要闡述了三種“五防”系統(tǒng)的實現(xiàn)方式，并分析了其優(yōu)點(diǎn)及在實際應(yīng)用中存在的問題。針對其問題，提出了一種新的“五防”實現(xiàn)方式，即基于測控裝置的分散式“五防”。分散式“五防”可以作為智能變電站內(nèi)微機(jī)防誤閉鎖裝置的備用，在微機(jī)防誤閉鎖裝置不能正常運(yùn)行時實現(xiàn)“五防”閉鎖，防止電氣誤操作。

作者簡介：王 健（1992-），男，山西晉中人，碩士研究生，助理工程師，主要從事變電運(yùn)維工作。